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彩色汽油与光干涉

科普小知识2022-03-23 19:22:44
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暴风雨过后风平浪静,当一辆汽车经过被洪水淹没的沥青路面时,它会形成一片片油膜,在阳光下呈现美丽的色彩。原来无色透明的汽油,怎么会变成有色的?这是由光的干扰造成的。

如果你把一块石头扔进平静的池塘,水就会产生涟漪。如果两块同样大小的石头同时从同一高度落下,当它们激起的水波相遇时,波动的情况就大不相同了。在两个水波相遇的区域,水面波动更剧烈。有些地方的水位特别低。水面看起来是一个美丽的图案:从中心到外部,不仅有高低交替的同心圆,而且有高低交替的放射状条纹。两个水波相遇后的叠加,在物理上称为水波的干涉。

同样,当两列光波相遇时,也会发生干涉。漂浮在水面上的油膜厚度因地而异。当光线照射在油膜上时,一部分被油膜反射,另一部分进入油膜,被油膜下的水面反射。阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫组成的多色光。当它遇到油膜前后的反射时,就会发生干涉。一些光线相互加强,一些光线相互削弱,甚至完全抵消。增强或减弱取决于光波的波长和薄膜的厚度。由于油膜的厚度因地而异,不同波长的单色光在阳光照射下会在不同厚度的地方被加强、减弱甚至抵消。这样,油膜上的一些地方呈现红色,一些地方呈现蓝色,呈现出壮丽的色彩。

油膜不仅会形成光的干涉,而且当光进入任何透明膜时都会出现这种现象。例如,肥皂泡、精美的蜻蜓、苍蝇的翅膀或苍蝇在阳光下也看起来五彩缤纷。